[实用新型]一种数据采集器

摘要

本实用新型涉及一种数据采集器；由单片机电路、模拟量输入硬件电路、数字量输入硬件电路、脉冲输入电路、开关量输出硬件电路、RS232/RS485接口电路、模拟量输出的硬件电路、外部存储器部分的硬件电路、手动复位电路和在线编程接口电路组成；本数据采集器通过对80C51F340的外围电路进行精心的模块化设计，再配合相应的运行程序，使得该数据采集器完成各种数据的采集、处理、存储、传输、控制功能，采集器采集的数据通过RS232或RS485接口进行传输，供上位机接收，或通过GPRS模块进行远传发送。

主权项

一种数据采集器，由单片机电路、模拟量输入硬件电路、数字量输入硬件电路、脉冲输入电路、开关量输出硬件电路、RS232/RS485接口电路、模拟量输出的硬件电路、外部存储器部分的硬件电路、手动复位电路和在线编程接口电路组成；其特征在于：（1）单片机电路单片机U1的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3为开关量输入接口，开关量经过信号隔离处理后，分别输入到这些开关量输入接口上，P0.0由U10D的Pin8引入；P0.1由U10E的Pin10引入；P0.2由U10C的Pin6引入；P0.3由U10B的Pin4引入；单片机U1的P0.4、P0.5为RS232连接端口，P0.4连接到U13的Pin11引脚；P0.5连接到U13的Pin12引脚；单片机U1的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4为外部存储器控制接口，P1.0连接到U2的Pin6引脚；P1.1连接到U2的Pin2引脚；P1.2连接到U2的Pin5引脚；P1.3连接到U2的Pin1引脚；P1.4连接到U2的Pin3引脚；单片机U1的C2D连接到JP1的Pin6引脚；RST/C2CK连接到JP1的Pin7引脚；单片机U1的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.5、P2.6、P3.0、P3.1为模拟量输入接口；P2.0通过C29由R34右端引入；P2.1由R36右端引入；P2.2由R38右端引入；P2.3由R40右端引入；P2.5由R35右端引入；P2.6由R37右端引入；P3.0由R39右端引入；P3.1由R41右端引入；单片机U1的P3.2、P3.3为脉冲输入引入接口，P3.2由U15的Pin1引脚引入；P3.3由U15的Pin2引脚引入；单片机U1的P3.4、P3.5为模拟量输出引脚，P3.4连接到R72的左引脚；P3.5连接到R84的右引脚；单片机U1的P4.0、P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、P4.5为开关量输出端口引出端，P4.0连接到U4的Pin3引脚；P4.1连接到U4的Pin4引脚；P4.2连接到U4的Pin5引脚；P4.3连接到U4的Pin6引脚；P4.4连接到U4的Pin7引脚；P4.5连接到U4的Pin8引脚；引脚VDD和GND通过电源滤波电容C1和C2接地；（2）模拟量输入硬件电路经过处理的模拟信号，直接输入到U1的I/O口；外部模拟量输入端AI0通过自恢复熔断器F3与输入保护的瞬态抑制电路D6和输入滤波电容C13输入端连接；通过R18、R26、输入信号的滤波电容C21与运算放大器U6A的3脚连接，U6A的2脚和1脚与R34左端连接；外部模拟量输入端AI1通过自恢复熔断器F4与输入保护的瞬态抑制电路D8和输入滤波电容C15输入端连接；通过R20、R28、输入信号的滤波电容C23与运算放大器U6D的12脚连接，U6D的13脚、14脚与R36左端连接；外部模拟量输入端AI2通过自恢复熔断器F7与输入保护的瞬态抑制电路D10和输入滤波电容C17输入端连接；通过R22、R30、输入信号的滤波电容C25与运算放大器U6C的10脚连接，U6C的9脚、8脚与R38左端连接；外部模拟量输入端AI3通过自恢复熔断器F9与D12为输入保护的瞬态抑制电路D12和输入滤波电容C19输入端连接；通过R24、R32、输入信号的滤波电容C27与运算放大器U6B的5脚连接，U6B的6脚、7脚与R40左端连接；外部模拟量输入端AI4通过自恢复熔断器F6与输入保护的瞬态抑制电路D7和输入滤波电容C14输入端连接；R19、R27、输入信号的滤波电容C22为与运算放大器U7A的3脚连接，2脚、1脚与R35左端连接；外部模拟量输入端AI5通过自恢复熔断器F5与输入保护的瞬态抑制电路D9和输入滤波电容C16输入端连接；通过R21、R29、输入信号的滤波电容C24与运算放大器U7D的12脚连接，U7D的13脚、14脚与R37左端连接；外部模拟量输入端AI6通过自恢复熔断器F8与输入保护的瞬态抑制电路D11和输入滤波电容C18输入端连接；通过R23、R31、输入信号的滤波电容C26与运算放大器U7C的10脚连接，U7C的9脚、8脚与R39左端连接；外部模拟量输入端AI7通过自恢复熔断器F10与输入保护的瞬态抑制电路D13和输入滤波电容C20输入端连接，通过R25、R33、输入信号的滤波电容C28与运算放大器U7B的5脚连接，U7B的6脚、7脚与R41左端连接；AD0连接到U1的AD0引脚；AD1连接到U1的AD1引脚；AD2连接到U1的AD2引脚；AD3连接到U1的AD3引脚；AD4连接到U1的AD4引脚；AD5连接到U1的AD5引脚；AD6连接到U1的AD6引脚；AD7连接到U1的AD7引脚；AD0、AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7分别通过C29、C31、C33、C35、C30、C32、C34、C36接地；（3）数字量输入硬件电路数字量的输入端DI4、DI5、DI6、DI7分别与反相器U10D、U10E、U10C、U10B输入端连接；再分别通过尖锋脉冲吸收电容C12、C11、C10、C9接地；通过9、11、5、4脚与光电耦合器U9连接；DI4、DI5、DI6、DI7分别与U1的DI4、DI5、DI6、DI7连接；光电耦合器U9的DIN4、DIN5、DIN6、DIN分别与R5、R6、R7、R8相连，R5、R6、R7、R8的另一端作为数字量的输入端；（4）脉冲输入电路脉冲输入信号RDI1与R11、R12、C66和U15的Pin7引脚相连，C66的另一端与D18的负极和电压比较器U15的Pin1管脚相连，D18的正极与R60相连接，U15的Pin6引脚与R1、R3相连接；脉冲输入信号RDI2与R10、R9、C67和电压比较器U15的Pin5引脚相连，C67的另一端与D19的负极和U15的Pin2管脚相连，D19的正极与R61相连接，U15的Pin4引脚与R2、R4相连接；R1和R3、R2和R4组成比较器的比较电压，R60、R61为电压上拉电阻；PI_OUT1和PI_OUT2分别连接到U1的PI_OUT1和PI_OUT2引脚；（5）开关量输出硬件电路达林顿晶体管阵列U4的DO1A引脚与U1的P4.0相连接；U4的DO2A引脚与U1的P4.1相连接；U4的DO3A引脚与U1的P4.2相连接；U4的DO4A引脚与U1的P4.3相连接；U4的DO5A引脚与U1的P4.4相连接；U4的DO6A引脚与U1的P4.5相连接；U4的Pin16引脚与继电器K1的DO1相连；U4的Pin15引脚与继电器K2的DO2相连；U4的Pin14引脚与自恢复熔断器F11相连，自恢复熔断器F11的另一端为DO3输出端；U4的Pin13引脚与自恢复熔断器F12相连，F12的另一端为DO4输出端；U4的Pin12引脚与自恢复熔断器F13相连，F13的另一端为DO5输出端；U4的Pin11引脚与自恢复熔断器F14相连，F14的另一端为DO6输出端；（6）RS232/RS485接口电路电容C61一端连接到转换电路U13的Pin16引脚，另一端连接到U13的Pin2引脚；电容C62一端连接到U13的Pin6引脚，另一端连接到U13的Pin15引脚；电容C63一端连接到U13的Pin1引脚，另一端连接到U13的Pin3引脚；电容C64一端连接到U13的Pin4引脚，另一端连接到U13的Pin5引脚；U13的Pin13引脚与PTC1和D14相连接，PTC1的另一端与J9的Pin3引脚相连，D14的另一端与J9的Pin5引脚相连;U13的Pin14引脚与PTC2和D13相连接，PTC2的另一端与J9的Pin2引脚相连，D13的另一端与地相连;U13的Pin11引脚与U1的P3.6相连接;U13的Pin12引脚与U1的P3.7相连接;U14的Pin1引脚与U1的P3.6相连接;U14的Pin4引脚与U1的P3.7相连接;U14的Pin5引脚与R52和C65相连接，R52的另一端与U14的Pin7、D17、PTC4、R55相连接，C65的另一端与R51和U14的Pin8相连接；R51与U14的Pin6、PTC3、D16、R55相连接；PTC3和PTC4的另一端为RS485的输出接线端。（7）模拟量输出的硬件电路R72的PWM1引脚连接到U1的P3.4引脚，另一端与R73和C68的一端连接，R73的另一端与R74和C69的一端连接，R74的另一端与C70和U16的Pin3引脚连接；U16的Pin1与Pin2引脚连接在一起，并与R76的一端连接，R76的另一端与R75和U16的Pin5引脚连接；R75的另一端与J10的Pin3引脚连接；U16的Pin6引脚与C71、R78和Q5的b极相连接；C71的另一端与U16的Pin7引脚相连接；R78的另一端与R79相连；R79的另一端与R80、R81、Q5的e极和J10的Pin1引脚相连接；R81的另一端与C72和J10的Pin2引脚相连接；R84的PWM2引脚连接到U1的P3.5引脚；另一端与R83和C75的一端连接，R83的另一端与R82和C74的一端连接，R82的另一端与C73和U16的Pin12引脚连接；U16的Pin13与Pin14引脚连接在一起，并与R85的一端连接，R85的另一端与R86和U16的Pin10引脚连接；R86的另一端与J11的Pin3引脚连接；U16的Pin8引脚与C76、R88和Q6的b极相连接；C76的另一端与U16的Pin9引脚相连接；R88的另一端与R89相连；R89的另一端与R90、R91、Q6的e极和J11的Pin1引脚相连接；R91的另一端与C77和J11的Pin2引脚相连接；（8）外部存储器部分的硬件电路存储器集成电路U2的Pin1引脚连接到U1的P1.3引脚；U2的Pin2引脚连接到U1的P1.1引脚；U2的Pin3引脚连接到U1的P1.4引脚；U2的Pin5引脚连接到U1的P1.2引脚；U2的Pin6引脚连接到U1的P1.0引脚；（9）手动复位电路和在线编程接口电路JP1的Pin4与R50和U1的C2D引脚相连；R50的另一端与JP1的Pin6相连接；JP1的Pin7与R49和U1的C2CK引脚相连；R49的另一端与S1、C43、C44、R48和 JP1的Pin5引脚相连接；S1、C43、C44的另一端连接在一起；R48的另一端与JP1的Pin1管脚相连接。